Monitorización de temperatura y humedad para aplicaciones de recubrimientos industriales

Desde hace tiempo se sabe que la temperatura y la humedad influyen significativamente en la correcta preparación de la superficie y la aplicación de recubrimientos líquidos. La alta humedad cerca de la superficie del acero seco granallado aumenta la corrosión y, por lo tanto, provoca oxidación instantánea antes de la aplicación de la imprimación. La temperatura de la superficie afecta la velocidad de polimerización y la evaporación de los disolventes de los recubrimientos durante su aplicación y curado. Una aplicación de recubrimientos de calidad solo es posible cuando estas condiciones se encuentran dentro de los límites de tolerancia del producto.

Para garantizar que se mantengan estas condiciones, el contratista y el inspector deben emplear buenas prácticas para medir, monitorear y registrar dichas condiciones. Esta atención a las condiciones climáticas es importante tanto en aplicaciones interiores como exteriores, con o sin medidas de climatización. La precisión y la exhaustividad de esta medición y documentación no solo garantizan una aplicación de calidad, sino que también protegen a todas las partes de cualquier responsabilidad en caso de una falla prematura del recubrimiento. Este artículo revisa las buenas prácticas para medir, monitorear y registrar las condiciones ambientales durante las operaciones de recubrimiento.

Objetivos de la medición, el monitoreo y el registro de las condiciones

Para garantizar el éxito del proyecto de recubrimiento y maximizar su vida útil, es fundamental monitorear las condiciones desde el inicio de la preparación de la superficie hasta el curado final. En proyectos de recubrimiento industrial, el propietario de la planta debe exigir que se tomen y registren lecturas periódicas. Para asegurar que esto ocurra, es imprescindible contar con una especificación bien redactada y seguirla. El representante del propietario debe exigir esta documentación durante todo el proyecto, evitando así la decepción de descubrir posteriormente que las lecturas no se tomaron ni se documentaron. Cualquier reconstrucción de los datos de las condiciones es, en el mejor de los casos, una mera suposición.

La práctica actual suele incluir la recopilación de lecturas de la temperatura de bulbo seco, la temperatura superficial, la humedad relativa, la velocidad del viento y la temperatura del punto de rocío. (Consulte el recuadro lateral, “Definiciones psicrométricas”, para obtener más información sobre el significado de estas lecturas). La medición y el monitoreo deben incluir, como mínimo, la temperatura superficial y la temperatura del punto de rocío. Si bien la humedad relativa también es importante, la humedad relativa real en la superficie solo puede determinarse utilizando la temperatura superficial y la temperatura del punto de rocío. (Véase el recuadro «Cálculo de la humedad relativa en la superficie»).

Estas mediciones deben realizarse en todas las áreas donde se esté preparando la superficie, aplicando o curando el recubrimiento. El especificador y el inspector también deben considerar que las condiciones varían en las diferentes áreas del proyecto. He aquí algunos ejemplos:

• Las superficies se calientan al exponerse a la luz solar.
• Las superficies se enfrían al exponerse al cielo nocturno, especialmente en noches despejadas. Es común que las temperaturas superficiales sean muy inferiores a la temperatura ambiente en una noche despejada y sin viento.
• Las temperaturas superficiales se ven muy afectadas por la exposición al viento o al movimiento del aire.
• El aire caliente asciende.
• Las superficies enterradas, las superficies a nivel del suelo y las superficies bajo el nivel del agua reaccionan de forma muy diferente a las expuestas a la atmósfera.
• La temperatura del punto de rocío se iguala muy rápidamente en todo el espacio. Las temperaturas del punto de rocío serán bastante constantes en un espacio cerrado, a menos que este esté compartimentado o sea alargado, o si hay un flujo de aire excesivo o infiltración de aire exterior.

(Véase el recuadro “Especificación de muestra para las condiciones ambientales”.)

Mediciones manuales

Antes del auge de los equipos de medición electrónica, las condiciones ambientales se obtenían en campo mediante un psicrómetro de honda (Fig. 1), y la temperatura superficial se medía con un termómetro magnético de superficie.

Figura 1: Psicrómetro de honda. Cortesía de Bacharach, Inc. y KTA-Tator, Inc.

Los termómetros infrarrojos ofrecen un método mucho más práctico y preciso para medir la temperatura superficial, permitiendo al inspector obtener lecturas en superficies a varios metros del instrumento (Fig. 2).

Figura 2: Termómetro infrarrojo. Cortesía de Raytek.

El psicrómetro es un dispositivo que contiene dos termómetros en una corriente de aire. El extremo de uno de los termómetros está cubierto con una mecha de algodón humedecida con agua destilada. Cuando el aire pasa sobre la mecha humedecida, se enfría por evaporación hasta alcanzar la temperatura de bulbo húmedo. Comparando las temperaturas de bulbo seco y húmedo, se puede determinar la temperatura del punto de rocío o la humedad relativa mediante una tabla psicrométrica, tablas o software especializado para realizar estos cálculos. Existen dos versiones comunes del psicrómetro: de aspiración y de honda. El psicrómetro de aspiración se encuentra dentro de una carcasa cerrada donde un pequeño ventilador impulsa el aire a través de la mecha humedecida a la velocidad prescrita de 600 pies por minuto. La herramienta más común en obra es el psicrómetro de honda, que sostiene los termómetros en un tubo que gira para generar el flujo de aire. Si se lee correctamente y el agua y la mecha están limpias, el psicrómetro puede tener una precisión del 5 % y no requiere calibración. El autor prefiere el psicrómetro de aspiración a cualquier otro dispositivo para mediciones de campo.

Un error común al leer estos instrumentos es tomar lecturas promedio o hacer girar los termómetros demasiado tiempo o demasiado poco. La lectura más precisa es la lectura de bulbo húmedo más baja que registra el usuario. Se debe monitorear la lectura de bulbo húmedo mientras desciende y luego comienza a subir nuevamente a medida que la mecha se seca, registrando la lectura más baja observada. Puede que se necesiten cinco o más intentos para alcanzar la lectura más baja posible.

Los termómetros magnéticos de temperatura superficial cumplen su función, pero pueden perder precisión con el uso. No es raro ver estos dispositivos con lentes agrietadas, daños por caídas al fondo del tanque o con restos de pintura o partículas de acero adheridas.

Actualmente, es mucho más común encontrar instrumentos de medición electrónicos en las obras de recubrimiento. Estos incluyen instrumentos que miden la temperatura de bulbo seco, la humedad relativa y la temperatura superficial, además de calcular y mostrar la temperatura del punto de rocío. Gracias a sus funciones de registro integradas, estos dispositivos pueden registrar los datos recopilados con marcas de tiempo para su posterior descarga a hojas de cálculo u otros formatos. Estos instrumentos son muy prácticos y permiten al usuario tomar numerosas lecturas rápidamente (Fig. 3). Es importante calibrarlos periódicamente, especialmente cuando se exponen a condiciones extremas.

Fig. 3: Electronic dewpoint meter Courtesy of Elcometer

Registro de datos

Otro método para monitorizar y registrar las condiciones consiste en utilizar algún tipo de dispositivo electrónico que tome lecturas automáticamente y las registre en papel o en formato digital (Fig. 4). Los registradores gráficos sencillos se han utilizado durante décadas con éxito en trabajos de pintura. Esta tecnología mecánica utiliza un mechón de cabello humano o una hebra de polímero que se expande y contrae con la humedad para mover una pluma sobre un disco giratorio o un gráfico de tambor. Otra pluma registra simultáneamente la temperatura del aire. Estos dispositivos deben calibrarse cada 6 a 12 meses y son muy susceptibles al polvo y a los daños físicos, bastante comunes en un entorno de limpieza y pintura con chorro abrasivo. (Véase el recuadro «Calibración»).

Figura 4: Registrador electrónico de datos de temperatura y humedad relativa. Cortesía de Onset Computer Corporation.

Los registradores de datos electrónicos ofrecen una alternativa bastante económica a los registradores gráficos. Estos registradores permiten registrar las condiciones en hojas de cálculo de uso común y enviar los datos por correo electrónico. Por lo general, son muy pequeños y funcionan con batería. Los datos se pueden descargar a un ordenador mediante un cable, o bien, algunos modelos incorporan dispositivos de transferencia que permiten al usuario capturar los datos en campo y subirlos posteriormente a un ordenador. Estas unidades pueden ser bastante duraderas, pero aun así deben protegerse de los entornos altamente agresivos típicos de nuestra industria.

Las herramientas de monitorización portátiles también cuentan con capacidad de registro de datos. Las lecturas se pueden almacenar con fecha y hora, y se pueden descargar a un archivo para su posterior procesamiento. Los modernos higrómetros electrónicos portátiles también cuentan con un sensor de temperatura superficial, lo que supuso un gran avance en la evolución del monitoreo de condiciones. Poder leer la temperatura superficial, la humedad relativa y la temperatura de bulbo seco en el mismo lugar es la forma más precisa y útil de recopilar esta información. (Véase el recuadro  «Cálculo de la humedad relativa en la superficie»).

También es importante tomar estas lecturas donde se realiza el trabajo. Si bien los registradores gráficos y los registradores de datos electrónicos pueden (y deben) incluir sensores de temperatura superficial, generalmente son fijos y toman lecturas en un solo lugar.

Monitoreo Mejorado

Es importante saber si las condiciones climáticas fueron inaceptables en algún momento durante un proyecto de recubrimiento, pero evitar condiciones adversas tiene un valor completamente diferente. En la última década, se ha producido una mejora significativa en la tecnología de monitoreo. La introducción del monitoreo remoto permite al contratista, al inspector y al representante del propietario monitorear y registrar las condiciones del sitio en tiempo real y visualizarlas en línea (Fig. 5).

Figura 5: Monitor remoto para verificar las condiciones de la obra a distancia. Cortesía de DRYCO.

Además, es posible configurar alarmas que contacten a una parte cuando las condiciones se deterioren más allá de un punto predefinido o que se activen en caso de falla del equipo. Estas funciones ofrecen la máxima documentación, a la vez que brindan la seguridad de saber de inmediato si las condiciones del proyecto han alcanzado un punto crítico.

Ahora, con una contraseña segura, la parte interesada puede verificar las condiciones del sitio desde cualquier lugar —casa, cafetería, oficina, etc.— utilizando una computadora portátil, tableta u otro dispositivo electrónico con acceso a Internet. Cuando se utiliza un proveedor de control climático, el técnico recibe una notificación cuando las condiciones se acercan a los límites de las especificaciones y puede reaccionar para reparar o ajustar el sistema de control climático antes de que la situación se vuelva crítica.

Para obtener el máximo provecho del monitoreo remoto, el usuario debe especificar que el dispositivo pueda proporcionar lo siguiente:

• El dispositivo debe permitir al usuario ver las lecturas actuales y los datos históricos en el sitio sin necesidad de una computadora portátil. El contratista o inspector debe poder llegar al lugar de trabajo por la mañana y ver rápidamente lo que sucedió durante la noche.
• Los datos deben almacenarse en el dispositivo y en el sitio web para mayor redundancia. Esto protege los datos de pérdidas debido a fallas del sitio web o del dispositivo.
• Los datos deben estar disponibles en línea en formato gráfico o tabular, con el rango de fechas ordenable y descargable en una hoja de cálculo o formato delimitado por tabuladores en cualquier momento con la contraseña correcta.
• El sistema debe ser capaz de leer y registrar la humedad y la temperatura en dos ubicaciones y la temperatura superficial en cuatro ubicaciones.
• Los datos deben incluir humedad relativa, temperatura de bulbo seco, temperatura del punto de rocío y temperatura superficial. La diferencia entre la temperatura del punto de rocío y las temperaturas superficiales también debe mostrarse claramente.

Conclusión

Los métodos utilizados para medir, monitorear y registrar las condiciones climáticas en proyectos de recubrimiento industrial han avanzado significativamente en la última década. Existen dispositivos portátiles rápidos y precisos que permiten registrar las lecturas para su posterior descarga. Estos instrumentos deben calibrarse e interpretarse correctamente para aprovechar al máximo su potencial. Las tecnologías más antiguas pueden ser menos precisas y más engorrosas, pero no requieren calibración.

La tecnología más reciente incluye el monitoreo remoto, que mide y registra las condiciones, además de enviarlas a un sitio web donde pueden visualizarse o descargarse en tiempo real. Esta tecnología también permite a los usuarios recibir alarmas por correo electrónico o mensaje de texto cuando las condiciones en el lugar de trabajo se deterioran.

Acerca del autor

Don Schnell es el gerente nacional de cuentas estratégicas de DRYCO, con sede en Downers Grove, Illinois. Ha trabajado en la industria de recubrimientos protectores desde 1977 y cuenta con más de 20 años de experiencia en deshumidificación y control climático temporal. Ha desempeñado un papel importante en el desarrollo y la expansión de las innovaciones en control climático utilizadas en la industria de los recubrimientos protectores.